(57)【要約】【課題】所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現できる波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法を提供する。【解決手段】ペルチェ素子２０を含む温度制御手段は、受光ユニット１ａ及び受光ユニット１ｂをそれぞれ独立に温度制御することで、受光ユニット１ａ側の受光チップ１０における感度曲線のピーク波長を所望する波長領域よりも短波長側に制御し、受光ユニット１ｂ側の受光チップ１０における感度曲線のピーク波長を所望する波長領域よりも長波長側に制御する。これにより、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となり、この波長領域で正確に被測定光３の波長を特定することが可能となる。【選択図】          図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光が入射する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に保持する温度制御手段と、
前記複数の受光素子の出力に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部とを有することを特徴とする波長測定装置。
【請求項２】
前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が異なることを特徴とする請求項１記載の波長測定装置。
【請求項３】
前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであることを特徴とする請求項１記載の波長測定装置。
【請求項４】
被測定光が入射する受光素子と、
前記受光素子を時系列に沿って異なる温度に保持する温度制御手段と、
時系列に沿って得られた前記受光素子の出力に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部とを有することを特徴とする波長測定装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は前記受光素子を保持する温度を変化可能であることを特徴とする請求項１又は４記載の波長測定装置。
【請求項６】
前記温度制御手段はペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項１又は４記載の波長測定装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記受光素子から得られる出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得することを特徴とする請求項１又は４記載の波長測定装置。
【請求項８】
被測定光が入射する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、前記被測定光の検知出力を前記複数の受光素子から出力することを特徴とする受光ユニット。
【請求項９】
前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が異なることを特徴とする請求項８記載の受光ユニット。
【請求項１０】
前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであることを特徴とする請求項８記載の受光ユニット。
【請求項１１】
前記複数の受光素子は前記被測定光の入射方向に対して直列に設けられ、
前記複数の受光素子のうち後段の受光素子には前段の受光素子を透過した被測定光が入射することを特徴とする請求項８記載の受光ユニット。
【請求項１２】
前記被測定光を分岐するビームスプリッタを有し、
前記複数の受光素子には、前記ビームスプリッタによって分岐された被測定光がそれぞれ入射することを特徴とする請求項８記載の受光ユニット。
【請求項１３】
前記複数の受光素子を移動可能に保持する移動機構を有し、
前記移動機構は、前記複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させることを特徴とする請求項８記載の受光ユニット。
【請求項１４】
前記複数の受光素子を回転可能に保持する回転機構を有し、
前記回転機構は、前記複数の受光素子を回転させることにより、該複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させることを特徴とする請求項８記載の受光ユニット。
【請求項１５】
被測定光が入射する受光素子と、
前記受光素子に時系列に沿って異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、時系列に沿って得られた前記被測定光の検知出力を前記受光素子から出力することを特徴とする受光ユニット。
【請求項１６】
前記温度制御手段は、ペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項８又は１５記載の受光ユニット。
【請求項１７】
被測定光が入射する複数の受光素子からの出力に基づいて該被測定光の波長を特定する第１のステップを有する波長測定方法であって、
前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する第２のステップを有することを特徴とする波長測定方法。
【請求項１８】
前記第１のステップは、前記複数の受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得することを特徴とする請求項１７記載の波長測定方法。
【請求項１９】
受光素子に第１の温度を印加する第１のステップと、
被測定光が入射され且つ前記第１の温度が印加された前記受光素子からの出力を取得する第２のステップと、
前記受光素子に第２の温度を印加する第３のステップと、
前記被測定光が入射され且つ前記第２の温度が印加された前記受光素子からの出力を取得する第４のステップと、
前記第２及び第４のステップで取得した前記受光素子の出力に基づいて前記被測定光の波長を取得する第５のステップとを有することを特徴とする波長測定方法。
【請求項２０】
前記第５のステップは、前記第２及び第４のステップで取得した前記受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得することを特徴とする請求項１９記載の波長測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法に係り、特に半導体レーザダイオードや半導体ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を用いる光通信分野や、ガスレーザやＹＡＧレーザや医療用レーザ等を用いる加工産業分野や、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｉｄｅｏ  ｄｉｓｋ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）等の民生用記憶メディアを書き込み／読み出しするための光ピックアップ分野や、その他赤外線等を用いた一般民生品関連分野等での利用が好適な波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長多重分割）に代表されるような、半導体レーザダイオードや半導体ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を用いる光多重通信の分野では、狭スペース化に伴う通信波長の過密化が進行しており、高精度の波長制御が必要となってきた。また、ガスレーザやＹＡＧレーザや医療用レーザ等を用いる加工産業分野でも、マイクロマシーンやナノテクノロジー等の超微細技術の開発が盛んになり、高精度の波長制御が要求されるようになってきた。更に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｉｄｅｏ  ｄｉｓｋ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）等の民生用記憶メディアを書き込み／読み出しするための光ピックアップの分野では、高密度記憶へ向けた可視領域波長の短波長化が急速に進行しており、今後、他世代製品とされる記憶メディアを読み書き可能な多波長ピックアップＬＤや記憶密度混在型等への対応も考慮して、高精度の波長制御が嘱望されている。更にまた、リモコン等に代表される赤外線コントロールは、様々な分野で利用されているが、今後、多チャンネル化やマルチ化等のニーズに応えられる波長制御技術の開発が羨望されている。
【０００３】
以上のような光技術では、高精度の波長制御を実現するために、光源からの発振波長を正確に特定する必要がある。従来において、正確に発振波長を特定するための技術としては、例えば以下の特許文献１で開示される技術が存在する。特許文献１には、図１に示すように、光路上の２箇所にそれぞれ異なる感度特性を有する光電変換体層１０１，１０２を設け、これらから出力された光電変換電流の比（以下における感度比に相当）に基づいて波長を特定する構成が開示されている。
【０００４】
以上のような構成では、図２に示すように、波長感度のピーク（波長λ＿Ａ，λ＿Ｂでの波長感度：以下、ピーク波長という））が異なる受光素子ＰＤ＿Ａ，ＰＤ＿Ｂを組み合わせることで、波長λ＿Ａからλ＿Ｂまでの領域（波長特定可能領域Ｆ）において、良好な感度比を得ることができ、精度よく波長を特定することが可能となる。尚、図２は理想的に感度特性が異なる受光素子（光電変換体層１０１，１０２に相当：以下、ＰＤという）ＰＤ＿Ａ，ＰＤ＿Ｂを組み合わせた場合の波長特定可能領域Ｆを示すグラフである。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３４０６８８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、複数の受光素子ＰＤを組み合わせた構成であるため、波長特定可能領域が各受光素子ＰＤの物理特性により固定されてしまう。このため、例えば図３に示すように、感度特性におけるピーク波長が略等しい場合、波長特性可能領域Ｆは極めて狭くなってしまうという問題が存在する。また、例えば図４に示すように、感度特性におけるピーク波長が離れすぎている場合、一方の受光素子ＰＤの波長感度が他方の受光素子ＰＤの波長感度におけるピーク波長で十分に得られず、両者の光電変換電流の比を正確に得ることが不可能となってしまうという問題も存在する。更に、受光素子ＰＤ＿Ａ，ＰＤ＿Ｂの組み合わせによっては、図５に示すように、波長特定可能領域Ｆが所望する波長特定可能領域Ｆ’を完全にカバーしないという問題も存在する。
【０００７】
所望する波長特性可能領域Ｆを得るためには、それぞれの波長感度におけるピーク波長が所望する波長特定可能領域Ｆ’を跨がって十分に離れている受光素子ＰＤ＿Ａ，ＰＤ＿Ｂを組み合わせる必要がある。しかしながら、所望する波長特定可能領域Ｆによって使用すべき受光素子ＰＤが異なるため、あらゆる波長特定可能領域Ｆ’に対して的確な受光素子ＰＤを選択することは非常に困難であるという問題が存在する。
【０００８】
また、特許文献１では２つの受光素子（光電変換体層１０１，１０２）ＰＤの温度を制御することで、波長特定可能領域Ｆを変更可能とした構成が開示されている。しかしながら、本従来技術では、それぞれの受光素子ＰＤを同一の温度で制御するため、図６に示すように、例えば温度を上昇させた場合、波長特定可能領域をＦ１からＦ２へ移動したにすぎず、同時に測定できる波長特定可能領域を新たに広げることが不可能であった。更に、例えば各発光素子ＰＤ＿Ａ，ＰＤ＿Ｂにおける波長感度の温度依存性、すなわち温度変換に対するピーク波長のシフト量が、下限を決める受光素子（図６ではＰＤ＿Ａ）の方が大きい場合、図６に示すように、温度上昇後の波長特定可能領域Ｆ２の帯域幅が温度上昇前の波長特性可能領域Ｆ１の帯域幅よりも狭くなってしまうという問題が発生する。逆に温度変化に対するピーク波長のシフト量が上限を決める受光素子（ＰＤ＿Ｂ）の方が大きい場合、温度下降後の波長特定可能領域の帯域幅が温度下降前の波長特性可能領域の帯域幅よりも狭くなってしまうという問題が発生する。
【０００９】
そこで本発明は、以上のような問題を鑑み、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現できる波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明による波長測定装置は、請求項１記載のように、被測定光が入射する複数の受光素子と、前記複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に保持する温度制御手段と、前記複数の受光素子の出力に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部とを有して構成される。複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に制御可能に構成することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となり、高精度の波長特定が可能な領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【００１１】
また、請求項１記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項２記載のように、同一の温度における受光−感度特性が異なっていてもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で異なっていても構わない。
【００１２】
また、請求項１記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項３記載のように、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであってもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で実質的に同一であっても構わない。
【００１３】
また、本発明による波長測定装置は、請求項４記載のように、被測定光が入射する受光素子と、前記受光素子を時系列に沿って異なる温度に保持する温度制御手段と、時系列に沿って得られた前記受光素子の出力に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部とを有して構成される。受光素子を温度制御可能に構成することで、受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となる。また、制御する温度を時系列に沿って異なる温度とすることで、異なる受光−感度特性に基づく出力を受光素子から時系列に沿って得ることが可能となるため、高精度な波長特定が可能な波長領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【００１４】
また、請求項１又は４記載の前記温度制御手段は、請求項５記載のように、前記受光素子を保持する温度を変化可能であることが好ましい。受光素子の温度を変化可能に構成することで、例えば異なる温度に制御する際のそれぞれの温度差を大きく取ることで、波長特定のダイナミックレンジを広げることが可能となる。
【００１５】
また、請求項１又は４記載の前記温度制御手段は、例えば請求項６記載のように、ペルチェ素子を含んで構成されてもよい。ペルチェ素子は高精度の温度制御が可能であるため、受光素子からの出力を安定且つ正確な値とすることが可能となり、これにより、高精度の波長特定を実現することができる。
【００１６】
また、請求項１又は４記載の前記演算部は、例えば請求項７記載のように、前記受光素子から得られる出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得するように構成されても良い。異なる温度に設定された受光素子からの出力比に基づいて被測定光の波長を特定するように構成することで、正確な波長特定が可能となる。
【００１７】
また、本発明による受光ユニットは、請求項８記載のように、被測定光が入射する複数の受光素子と、前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、前記被測定光の検知出力を前記複数の受光素子から出力するように構成される。複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に制御可能に構成することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となり、高精度の波長特定が可能な領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現させることができる。
【００１８】
また、請求項８記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項９記載のように、同一の温度における受光−感度特性が異なっていてもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で異なっていても構わない。
【００１９】
また、請求項８記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項１０記載のように、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであってもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で実質的に同一であっても構わない。
【００２０】
また、請求項８記載の前記受光ユニットは、例えば請求項１１記載のように、前記複数の受光素子が前記被測定光の入射方向に対して直列に設けられ、前記複数の受光素子のうち後段の受光素子には前段の受光素子を透過した被測定光が入射するように構成されても良い。
【００２１】
また、請求項８記載の前記受光ユニットは、例えば請求項１２記載債のように、前記被測定光を分岐するビームスプリッタを有し、前記複数の受光素子には前記ビームスプリッタによって分岐された被測定光がそれぞれ入射するように構成されても良い。
【００２２】
また、請求項８記載の前記受光ユニットは、例えば請求項１３記載のように、前記複数の受光素子を移動可能に保持する移動機構を有し、前記移動機構が前記複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させるように構成されても良い。
【００２３】
また、請求項８記載の前記受光ユニットは、例えば請求項１４記載のように、前記複数の受光素子を回転可能に保持する回転機構を有し、前記回転機構が前記複数の受光素子を回転させることにより、該複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させるように構成されても良い。
【００２４】
また、本発明による受光ユニットは、請求項１５記載のように、被測定光が入射する受光素子と、前記受光素子に時系列に沿って異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、時系列に沿って得られた前記被測定光の検知出力を前記受光素子から出力するように構成される。受光素子を温度制御可能に構成することで、受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となる。また、制御する温度を時系列に沿って異なる温度とすることで、異なる受光−感度特性に基づく出力を受光素子から時系列に沿って得ることが可能となるため、高精度な波長特定が可能な波長領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現させることができる。
【００２５】
また、請求項８又は１５記載の前記温度制御手段は、例えば請求項１６記載のように、ペルチェ素子を含んで構成されても良い。ペルチェ素子は高精度の温度制御が可能であるため、受光素子からの出力を安定且つ正確な値とすることが可能となり、これにより、高精度の波長特定を実現することができる。
【００２６】
また、本発明は、請求項１７記載のように、被測定光が入射する複数の受光素子からの出力に基づいて該被測定光の波長を特定する第１のステップを有する波長測定方法であって、前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する第２のステップを有して構成される。複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に制御可能とすることで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となり、高精度の波長特定が可能な領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【００２７】
また、請求項１７記載の前記第１のステップは、例えば請求項１８記載のように、前記複数の受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得するように構成されてもよい。異なる温度に設定された受光素子からの出力比に基づいて被測定光の波長を特定するように構成することで、正確な波長特定が可能となる。
【００２８】
また、本発明による波長測定方法は、請求項１９記載のように、受光素子に第１の温度を印加する第１のステップと、被測定光が入射され且つ前記第１の温度が印加された前記受光素子からの出力を取得する第２のステップと、前記受光素子に第２の温度を印加する第３のステップと、前記被測定光が入射され且つ前記第２の温度が印加された前記受光素子からの出力を取得する第４のステップと、前記第２及び第４のステップで取得した前記受光素子の出力に基づいて前記被測定光の波長を取得する第５のステップとを有して構成される。受光素子を第１の温度と第２の温度とに制御可能に構成することで、受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となる。また、制御する温度を時系列に沿って切り替えることで、異なる受光−感度特性に基づく出力を受光素子から時系列に沿って得ることが可能となるため、高精度な波長特定が可能な波長領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【００２９】
また、請求項１９記載の前記第５のステップは、例えば請求項２０記載のように、前記第２及び第４のステップで取得した前記受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得するように構成されてもよい。異なる温度に設定された受光素子からの出力比に基づいて被測定光の波長を特定するように構成することで、正確な波長特定が可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔原理〕
本発明を好適に実施した形態について説明するにあたり、本発明の原理について先に述べる。
【００３１】
本発明の目的は、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することにある。これを実現するために本発明では、半導体材料等によって物理的に決定される受光素子の波長−感度特性（以下、単に感度特性という）を可変にする。受光素子の感度特性を可変にする手段として、本発明では、受光素子を温度制御することを採用する。
【００３２】
シリコン（Ｓｉ）やガリウム・砒素（ＧａＡｓ）やインジウム・リン（ＩｎＰ）等の半導体材料を用いて作製した一般的な受光素子は、図７に示すように、冷却すると、感度特性の曲線（感度曲線）が短波長側へシフトする。逆に加熱すると、感度曲線が長波長側へシフトする。本発明では、受光素子のこのような特性を利用する。すなわち本発明では、図８（ａ）に示すように、一方（これを低温側とする）の感度曲線がピークを示す波長（ピーク波長）と、他方（これを高温側とする）の感度曲線のピーク波長とが、所望する波長領域を跨がるように、換言すれば２つの感度曲線のピーク波長で決定される波長特定可能領域が所望する波長領域を含むように、それぞれの受光素子の温度を制御する。このように温度制御することで得られる感度曲線の比（感度比）は、図８（ｂ）に示すように、少なくとも所望する波長領域において良好な傾きを持つ。これにより本発明では、所望する波長領域において、被測定光の波長を正確に特定することが可能となる。尚、図８では、単一又は特性が同一の受光素子を温度制御した場合に得られる感度特性に基づいて説明したが、本発明ではこれに限定されず、特性の異なる２つ以上の受光素子の温度を制御した場合でも同様の効果を得ることができる。
但し、この場合、組み合わせる受光素子によっては図８における高温側と低温側とが入れ代わる場合も存在する。
【００３３】
次に、以上のような原理に基づく本発明の構成を図９を用いて以下に説明する。本発明では、単一又は複数の受光素子を温度制御して、２つ以上（但し、以下の説明では２つ）の異なる感度特性を得る。そこで本発明では、２つの受光素子（受光チップ１０）の温度を制御する温度制御手段（ペルチェ素子２０等）を設ける。
【００３４】
より詳細に説明すると、受光ユニット１ａ，１ｂ（以下、単に受光ユニット１と記す）は、入力した被測定光３に応じた電流（以下、光電変換電流という）を出力する受光素子（受光チップ１０）と、受光素子の温度を制御する温度制御手段（ペルチェ素子２０，ラジエータフィン３０及び空冷ファン４０）とを有する。受光素子と温度制御手段とは、筐体２内部に収納されている。筐体２における受光素子の受光面と向かい合った壁には、被測定光３を透過する窓１２が設けられており、光ケーブル６１を伝送してきた被測定光３が光コネクタ（メス）５０及び光コネクタ（オス）６０を介して受光面に入射するように構成されている。
【００３５】
受光素子から出力された光電変換電流は、コネクタ（受光チップ電流検出コネクタ２１）を介して接続された電流モニタ電源ユニット７０に入力される。電流モニタ電源ユニット７０は入力された光電変換電流の電流値（以下、光電変換電流値という）を量子化し、その値（これも光電変換電流値という）を制御コンピュータ９０に入力する。制御コンピュータ９０は、その演算機能を用い、入力された光電変換電流値に基づいて被測定光３の波長を特定する。より詳細には異なる波長特性に制御された受光素子から出力された光電変換電流値の比を演算し、この比に基づいて被測定光３の波長を特定する。
【００３６】
また、制御コンピュータ９０は温度制御ユニット８０を制御する。温度制御ユニット８０は、制御端子（ペルチェ素子制御端子１１）を介して温度制御手段におけるペルチェ素子２０に接続されており、これを駆動制御することで受光素子に温度を印加する。これにより、受光素子の温度が制御される。尚、温度制御手段の概念には温度制御ユニット８０を含めることもできる。また、１つの温度制御手段が複数の受光素子をそれぞれ独立した温度に制御できるように構成しても良い。更に、温度制御ユニット８０がラジエータフィン３０及び空冷ファン４０も制御する構成としても良い。
【００３７】
以上の構成において、受光ユニット１ａ，１ｂは単一の構成であっても別々の構成であってもよい。また、別々の構成とした場合、その受光チップ１０が実質的に同一の感度特性であっても異なる感度特性であってもよい。本発明において受光チップ１０には、上述したシリコン（Ｓｉ）やガリウム・砒素（ＧａＡｓ）やインジウム・リン（ＩｎＰ）等の半導体材料で作製された受光素子を適用することが可能であるが、これに限らず、温度の変化によって感度曲線が変化する受光素子であれば如何なるものも適用することができる。この他、有機物質を用いて作製した受光素子や光電子増倍管等も温度に依って感度特性が変化することから、これらも本発明に適用することが可能である。また、本発明では受光素子に要求する感度特性を温度により制御可能であるため、如何なる感度特性を持った受光素子でも適用することが可能である。すなわち、従来のように波長特性を考慮して組み合わせる必要がなく、自由に受光素子を選択して使用することが可能となる。
【００３８】
また、温度制御手段は、受光ユニット１ａ及び受光ユニット１ｂをそれぞれ独立に温度制御することで、一方（これを受光ユニット１ａ側とする）の受光素子における感度曲線のピーク波長を所望する波長領域よりも短波長側に制御し、他方（これを受光ユニット１ｂ側とする）の受光素子における感度曲線のピーク波長を所望する波長領域よりも長波長側に制御する。これにより、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となり、この波長領域で正確に被測定光３の波長を特定することが可能となる。特に、被測定光３の中心波長が波長特定可能領域の中心波長となるように２つの受光素子の感度特性を制御することで、効果的に波長特定可能領域を設定することが可能となる。更に、２つの受光素子の温度は温度制御手段により変化可能であり、この温度差をより広げるように制御することで、波長特定可能領域の帯域幅を拡大する、すなわち波長特定のダイナミックレンジを広く確保することが可能となる。
【００３９】
以下、上記に原理に基づいた本発明の好適な実施の形態を、図面と共に詳細に説明する。
【００４０】
〔第１の実施形態〕
先ず、本発明の第１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した原理図（図９）では、複数（例では２つ）の受光素子及び温度制御手段をそれぞれ別々の筐体に収納していた。これに対し本実施形態では、複数の受光素子及び温度制御手段を同一の筐体に収納している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を２組設けた場合について例を挙げる。
【００４１】
図１０は、本発明の第１の実施形態による受光ユニット１Ａの構成を示す内部透視図である。図１０に示すように、本実施形態による受光ユニット１Ａは、窓１２を介して入力された被測定光３を平行光に変換するコリメータレンズ１３と、平行光に変換された被測定光３を前段で受光する半透過型の受光チップ１０Ａ１と、受光チップ１０Ａ１を透過した透過光３ａを後段で受光する受光チップ１０Ａ２と、受光チップ１０Ａ１を温度制御するペルチェ素子２０Ａ１ａ及び２０Ａ１ｂと、受光チップ１０Ａ２を温度制御するペルチェ素子２０Ａ２とを有し、これらが筐体２Ａに収納されている。尚、窓１２は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体２Ａ外部に面し、これと対向する他方の面が筐体２Ａ内部に面している。
【００４２】
筐体２Ａ内部は、受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。筐体２Ａにおける窓１２の外側には、光ケーブル６１の端に設けられた光コネクタ（オス）６０と係合される光コネクタ（メス）５０が設けられている。尚、光ケーブル６１の他方の端側には光源が接続されている。
【００４３】
光源から出力された被測定光３は、光ケーブル６１内を伝送し、光コネクタ（オス）６０及び光コネクタ（メス）５０を介して窓１２から筐体２Ａ内部に出射する。出射した被測定光３は、コリメータレンズ１３で平行光に変更された後、受光チップ１０Ａ１の受光面に入射する。
【００４４】
受光チップ１０Ａ１は、例えば透過率５０％の半透過型受光素子であり、入射された被測定光３の５０％の光量に基づいて電流（光電変換電流Ｉ１）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ１は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ａ１を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。但し、受光チップ１０Ａ１の透過率は５０％に限定されず、十分な光量を吸収でき且つ十分な光量を透過できる程度の透過率であれば如何様にも変形することができる。
【００４５】
また、受光チップ１０Ａ１に入射した被測定光３の５０％は、これを透過して後段の受光チップ１０Ａ２の受光面に入射する。受光チップ１０Ａ２は、入射された透過光３ａの光量に基づいて電流（光電変換電流Ｉ２）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ２は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ａ２を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００４６】
本実施形態において、受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２はペルチェ素子制御端子１１を介して接続された温度制御ユニット８０（図９参照）によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ１０Ａ１を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ１０Ａ２を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット８０は、ペルチェ素子２０Ａ１ａ及び２０Ａ２ｂを制御して受光チップ１０Ａ１を低温側に制御し、同時にペルチェ素子２０Ａ２を制御して受光チップ１０Ａ２を高温側に制御する。
【００４７】
このように本実施形態では、被測定光３の入射方向に対して、それぞれ異なる温度に制御された２つの受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２を直列に設け、後段の受光チップ１０Ａ２が前段の受光チップ１０Ａ１を透過した被測定光３（透過光３ａ）を入射し、それぞれの受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光３の波長を特定する。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、２つの受光素子（受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２）を各々個別の温度制御手段（ペルチェ素子２０Ａ１及び２０Ａ２）で異なる温度（低温側，高温側）に制御することで、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる（図８参照）。
【００４９】
次に、上記の構成を具体化した際に得られる温度毎の感度特性と感度比とのグラフを図１１及び図１２に示す。尚、以下の説明では、受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２に、それぞれ浜松フォトニクス株式会社（登録商標）製の受光素子を適用した。
【００５０】
図１１は、受光チップ１０Ａ１を−２０°に制御し、受光チップ１０Ａ２を７０°に制御した場合に得られる感度曲線と感度比とを示すグラフである。図１２は、図１１における１．６μｍ付近（１．５２μｍから１．６３μｍまで）の拡大図である。尚、参考のため、受光チップ１０Ａ１及び１０Ａ２を常温（２５°）とした場合に得られる感度曲線も示す。また、比較結果の理解を容易にするために、それぞれの感度曲線を波長感度のピーク値で規格化した。図１１及び図１２に示すように、７０°に制御された受光チップ１０Ａ２の感度曲線は、−２０°に制御された受光チップ１０Ａ１の感度曲線と比較して、長波長側にシフトしている。また、１．６μｍ付近、すなわち−２０°に制御された受光チップ１０Ａ１の感度曲線のピーク波長と、７０°に制御された受光チップ１０Ａ２の感度曲線のピーク波長との間の波長領域、すなわち波長特定可能領域では、良好な傾きを持つ感度比を得ることができる。具体的に図１１及び図１２に示す例では、−２０°に制御された受光チップ１０Ａ１の感度曲線のピーク波長＝１．５μｍから、７０°に制御された受光チップ１０Ａ２の感度曲線のピーク波長＝１．６３μｍまでが波長特定可能領域であり、この波長領域で良好な感度比が得られている。
【００５１】
このように本実施形態による波長特定可能領域は、短波長側の受光チップ１０Ａ１をより低温度化し、長波長側の受光チップ１０Ａ２をより高温度化することで拡大することができるなど、種々目的に合わせた波長領域に設定することが可能である。
【００５２】
尚、本実施形態による受光ユニット１Ａは、図１３に示すように、回路基板４上に搭載することが可能である。
【００５３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第１の実施形態では、受光素子を多段に設け、前段に半透過型の受光素子を適用することで、複数の受光素子で同時に被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、受光素子を保持する筐体を回転可能に構成し、この回転体の側面、すなわち回転により移動する面に複数の受光素子を配置することで、複数の受光素子で被測定光を受光できるように構成している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を２組設けた場合について例を挙げる。
また、以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図１４は、本実施形態による受光ユニット１Ｂの構成を示す内部透視図である。図１４に示すように、本実施形態による受光ユニット１Ｂは、筐体２Ｂの対向する面にそれぞれ設けられた窓１２Ｂ１及び１２Ｂ２と、窓１２Ｂ１から入射された被測定光３を受光する受光チップ１０Ｂ１と、窓１２Ｂ２から入射された被測定光３を受光する受光チップ１０Ｂ２と、受光チップ１０Ｂ１を温度制御するペルチェ素子２０Ｂ１と、受光チップ１０Ｂ２を温度制御するペルチェ素子２０Ｂ２とを有し、これらが筐体２Ｂに収納されている。尚、窓１２Ｂ１及び１２Ｂ２は、例えば石英ガラス等で構成されており、それぞれ一方の面が筐体２Ｂ外部に面し、これと対向する他方の面が筐体２Ｂ内部に面している。
【００５５】
筐体２Ｂの側壁には、回転機構１４が設けられており、受光ユニット１Ｂが筐体２Ｂごと回転可能に構成されている。これにより、窓１２Ｂ１，１２Ｂ２を介して受光チップ１０Ｂ１，１０Ｂ２それぞれに被測定光３を入射することが可能となる。
【００５６】
筐体２Ｂ内部は、受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。被測定光３を出射する光ケーブル６１の端部（光コネクタ（オス）６０）は、受光ユニット１Ｂと所定距離離れた位置に固定されている。尚、光ケーブル６１の他方の端側には光源が接続されている。
【００５７】
光源から出力された被測定光３は、光ケーブル６１内を伝送し、光ケーブル６１の端部から出射する。この際、端部に窓１２Ｂ１が面していれば、被測定光３は窓１２Ｂ１がを介して受光チップ１０Ｂ１の受光面に入射する。また、端部に窓１２Ｂ２が面していれば、被測定光３は窓１２Ｂ２がを介して受光チップ１０Ｂ２の受光面に入射する。
【００５８】
受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２は、それぞれ入射された被測定光３の光量に基づいて電流（光電変換電流Ｉ１又はＩ２）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ１又はＩ２は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｂ１又は２１Ｂ２を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００５９】
本実施形態において、受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２はペルチェ素子制御端子１１を介して接続された温度制御ユニット８０（図９参照）によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ１０Ｂ１を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ１０Ｂ２を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット８０は、ペルチェ素子２０Ｂ１を制御して受光チップ１０Ｂ１を低温側に制御し、また、ペルチェ素子２０Ｂ２を制御して受光チップ１０Ｂ２を高温側に制御する。
【００６０】
このように本実施形態では、それぞれ異なる温度に制御された２つ受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２を回転可能に保持する回転機構１４を設け、この回転機構１４を用いて２つの受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２を交互に被測定光３の入射位置に移動させ、それぞれの受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光３の波長を特定する。尚、上記では受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２を回転させる場合について説明したが、この他、例えば被測定光３の出力端、すなわち光ケーブル６１の端部を受光ユニット１Ｂを中心として回転させるように構成しても良い。
【００６１】
また、本実施形態のように２つの受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２を背面で対向させ、それぞれの間に筐体材料を介在させることで（図１４参照）、相互の受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２における熱交換効率を向上させることが可能となり、結果として受光ユニット１Ｂを小型化することが可能となる。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、２つの受光素子（受光チップ１０Ｂ１及び１０Ｂ２）を各々個別の温度制御手段（ペルチェ素子２０Ｂ１及び２０Ｂ２）で異なる温度（低温側，高温側）に制御することで、第１の実施形態と同様に、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる（図８参照）。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６３】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第１の実施形態では、受光素子を多段に設け、前段に半透過型の受光素子を適用することで、複数の受光素子で同時に被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、被測定光を複数本に分岐するビームスプリッタを設け、これを１対１に設けられた複数の受光素子で受光できるように構成している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を２組設けた場合について例を挙げる。また、以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
図１５は、本実施形態による受光ユニット１Ｃの構成を示す内部透視図である。図１５に示すように、本実施形態による受光ユニット１Ｃは、窓１２を介して入力された被測定光３を平行光に変換するコリメータレンズ１３と、平行光に変換された被測定光３を２本に分岐するビームスプリッタとして機能する半透過型ミラー１５と、半透過型ミラー１５を透過した透過光３ｂを受光する受光チップ１０Ｃ１と、半透過型ミラー１５で反射された反射光３ｃを受光する受光チップ１０Ｃ２と、受光チップ１０Ｃ１を温度制御するペルチェ素子２０Ｃ１と、受光チップ１０Ｃ２を温度制御するペルチェ素子２０Ｃ２とを有し、これらが筐体２Ｃに収納されている。尚、窓１２は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体２Ｃ外部に面し、これと対向する他方の面が筐体２Ｃ内部に面している。
【００６５】
筐体２Ｃ内部は、受光チップ１０Ｃ１及び１０Ｃ２の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。筐体２Ｃにおける窓１２の外側には、光ケーブル６１の端に設けられた光コネクタ（オス）６０と係合される光コネクタ（メス）５０が設けられている。尚、光ケーブル６１の他方の端側には光源が接続されている。
【００６６】
光源から出力された被測定光３は、光ケーブル６１内を伝送し、光コネクタ（オス）６０及び光コネクタ（メス）５０を介して窓１２から筐体２Ｃ内部に出射する。出射した被測定光３は、コリメータレンズ１３で平行光に変更された後、半透過型ミラー１５に入射する。半透過型ミラー１５は、例えば透過率が５０％であって反射率が５０％である。但し、半透過型ミラー１５の透過率及び反射率は５０％に限定されず、十分な光量の透過及び反射が可能であれば如何様にも変形することができる。
【００６７】
半透過型ミラー１５を透過した透過光３ｂは、受光チップ１０Ｃ１に入射する。受光チップ１０Ｃ１は、入射された透過光３ｂの光量に基づいて電流（光電変換電流Ｉ１）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ１は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｃ１を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００６８】
また、半透過型ミラー１５で反射された反射光３ｃは、受光チップ１０Ｃ２に入射する。受光チップ１０Ｃ２は、入射された反射光３ｃの光量に基づいて電流（光電変換電流Ｉ２）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ２は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｃ２を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００６９】
本実施形態において、受光チップ１０Ｃ１及び１０Ｃ２は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ１０Ｃ１及び１０Ｃ２はペルチェ素子制御端子１１Ｃ１又は１１Ｃ２を介して接続された温度制御ユニット８０（図９参照）によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ１０Ｃ１を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ１０Ｃ２を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット８０は、ペルチェ素子２０Ｃ１を制御して受光チップ１０Ｃ１を低温側に制御し、同時にペルチェ素子２０Ｃ２を制御して受光チップ１０Ｃ２を高温側に制御する。
【００７０】
このように本実施形態では、被測定光３を分岐するビームスプリッタを設け、このビームスプリッタで分岐された被測定光３をそれぞれ２つの受光チップ１０１０Ｃ１及び１０Ｃ２に入射し、それぞれの受光チップ１０Ｃ１及び１０Ｃ２から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光３の波長を特定する。
【００７１】
以上のように、本実施形態によれば、２つの受光素子（受光チップ１０Ｃ１及び１０Ｃ２）を各々個別の温度制御手段（ペルチェ素子２０Ｃ１及び２０Ｃ２）で異なる温度（低温側，高温側）に制御することで、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる（図８参照）。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７２】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第１の実施形態では、受光素子を多段に設け、前段に半透過型の受光素子を適用することで、複数の受光素子で同時に被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、複数の受光素子を複数並べて配置し、これらをスライド可能に構成することで、被測定光を複数の受光素子で受光できるように構成している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を２組設けた場合について例を挙げる。また、以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図１６は、本実施形態による受光ユニット１Ｄの構成を示す内部透視図である。図１６に示すように、本実施形態による受光ユニット１Ｄは、窓１２を介して入力された被測定光３を平行光に変換するコリメータレンズ１３と、平行光に変換された被測定光３を受光する受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２と、受光チップ１０Ｄ１を温度制御するペルチェ素子２０Ｄ１と、受光チップ１０Ｄ２を温度制御するペルチェ素子２０Ｄ２と、受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２とペルチェ素子２０Ｄ１及び２０Ｄ２をスライドさせるスライド機構１６とを有し、これらが筐体２Ｄに収納されている。尚、窓１２は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体２Ｄ外部に面し、これと対向する他方の面が筐体２Ｄ内部に面している。
【００７４】
但し、上記のように、受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２とペルチェ素子２０Ｄ１及び２０Ｄ２をスライドさせる構成でなく、コリメータレンズ１３，窓１２，光コネクタ（メス）５０及びこれに接続された光コネクタ（オス）６０とをスライドさせる構成としても良い。すなわち、上記では、被測定光３の光路（光軸としても良い）が固定された状態でこれを受光するための構成がスライドする構成となっているが、これとは別に、被測定光３の光路（光軸としても良い）がスライドし、これを受光するための構成が固定された構成としてもよい。このような構成でも、被測定光３の光路（光軸としても良い）が固定された状態でこれを受光するための構成がスライドする構成と同様の目的及び効果を達成することができる。
【００７５】
筐体２Ｄ内部は、受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。但し、本実施形態では、受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２とペルチェ素子２０Ｄ１及び２０Ｄ２をスライドさせる構成であるため、少なくとも被測定光３を測定中の受光チップ１０Ｄ１又は１０Ｄ２の受光面を気密性高く保持するために、筐体２Ｄを２重構造とし、内部壁２ｄで測定中の受光チップ１０Ｄ１又は１０Ｄ２の受光面の気密性を確保できるように構成する。
【００７６】
筐体２Ｄにおける窓１２の外側には、光ケーブル６１の端に設けられた光コネクタ（オス）６０と係合される光コネクタ（メス）５０が設けられている。尚、光ケーブル６１の他方の端側には光源が接続されている。
【００７７】
光源から出力された被測定光３は、光ケーブル６１内を伝送し、光コネクタ（オス）６０及び光コネクタ（メス）５０を介して窓１２から筐体２Ｄ内部に出射する。出射した被測定光３は、コリメータレンズ１３で平行光に変更された後、先ず、受光チップ１０Ｄ１の受光面に入射する。但し、本説明では、先に受光チップ１０Ｄ１で被測定光３を測定するようにセットされていることを前提とする。
【００７８】
受光チップ１０Ｄ１は、入射された被測定光３に基づいて電流（光電変換電流Ｉ１）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ１は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｄ１を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００７９】
次に、スライド機構１６を用いて受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２とペルチェ素子２０Ｄ１及び２０Ｄ２をスライドさせ、被測定光３が受光チップ１０Ｄ２の受光面に入射するようにセットする。受光チップ１０Ｄ２は、入射された被測定光３の光量に基づいて電流（光電変換電流Ｉ２）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ２は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｄ２を介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００８０】
本実施形態において、受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２はペルチェ素子制御端子１１Ｄ１及び１１Ｄ２を介して接続された温度制御ユニット８０（図９参照）によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ１０Ｄ１を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ１０Ｄ２を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット８０は、ペルチェ素子２０Ｄ１を制御して受光チップ１０Ｄ１を低温側に制御し、また、ペルチェ素子２０Ｄ２を制御して受光チップ１０Ｄ２を高温側に制御する。
【００８１】
このように本実施形態では、それぞれ異なる温度に制御された２つ受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２を移動可能に保持する移動機構であるスライド機構１６を設け、このスライド機構１６を用いて２つの受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２を交互に被測定光３の入射位置に移動させ、それぞれの受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光３の波長を特定する。
【００８２】
以上のように、本実施形態によれば、２つの受光素子（受光チップ１０Ｄ１及び１０Ｄ２）を各々個別の温度制御手段（ペルチェ素子２０Ｄ１及び２０Ｄ２）で異なる温度（低温側，高温側）に制御することで、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる（図８参照）。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８３】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した各実施形態では、受光素子を複数用い、これらをそれぞれ異なる温度に制御して被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、単一の受光素子を用い、この受光素子の温度を変化させることで、時系列に沿って異なる複数の感度特性を実現し、これに基づいて被測定光を受光できるように構成している。尚、以下の説明において、第１の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
図１７は、本実施形態による受光ユニット１Ｅの構成を示す内部透視図である。図１７に示すように、本実施形態による受光ユニット１Ｅは、窓１２を介して入力された被測定光３を受光する受光チップ１０Ｅと、受光チップ１０Ｅを温度制御するペルチェ素子２０Ｅ，ラジエータフィン３０及び空冷ファン４０とを有し、これらが筐体２Ｅに収納されている。尚、窓１２は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体２Ｅ外部に面し、これと対向する他方の面が筐体２Ｅ内部に面している。
【００８５】
筐体２Ｅ内部は、受光チップ１０Ｅ１及び１０Ｅ２の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。筐体２Ｅにおける窓１２の外側には、光ケーブル６１の端に設けられた光コネクタ（オス）６０と係合される光コネクタ（メス）５０が設けられている。尚、光ケーブル６１の他方の端側には光源が接続されている。
【００８６】
光源から出力された被測定光３は、光ケーブル６１内を伝送し、光コネクタ（オス）６０及び光コネクタ（メス）５０を介して窓１２から筐体２Ｅ内部に出射する。出射した被測定光３は、受光チップ１０Ｅの受光面に入射する。この際、ペルチェ素子２０Ｅ，ラジエータフィン３０，空冷ファン４０及び温度制御ユニット８０（図９参照）を含む温度制御手段は、先ず受光チップ１０Ｅを低温側（但し、高温側であってもよい）の温度に制御する。受光チップ１０Ｅは、入射された被測定光３に基づいて電流（光電変換電流Ｉ１）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ１は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｅを介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００８７】
次に、ペルチェ素子２０Ｅ，ラジエータフィン３０，空冷ファン４０及び温度制御ユニット８０（図９参照）を含む温度制御手段は、受光チップ１０Ｅを先ず低温側（但し、高温側であってもよい）の温度に制御する。受光チップ１０Ｅは、入射された被測定光３に基づいて電流（光電変換電流Ｉ２）を発生させる。発生した光電変換電流Ｉ２は、受光チップ電流検出コネクタ２１Ｅを介して電流モニタ電源ユニット７０（図９参照）に出力される。
【００８８】
このように本実施形態では、受光チップ１０Ｅを時系列に沿って異なる温度に制御し、このような温度制御下で時系列に沿って得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光３の波長を特定する。
【００８９】
以上のように、本実施形態によれば、単一の受光素子１０Ｅを異なる温度に制御することで、それぞれの温度下における受光チップ１０Ｅの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる（図８参照）。尚、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による波長を特定するための構成を示す回路である。
【図２】従来技術において理想的に感度特性が異なる受光素子を組み合わせた場合の感度曲線を示すグラフである。
【図３】従来技術において組み合わせた受光素子の感度特性におけるピーク波長が略等しい場合の問題点を説明するための図である。
【図４】従来技術において組み合わせた受光素子の感度特性におけるピーク波長が離れすぎている場合の問題点を説明するための図である。
【図５】従来技術において組み合わせた受光素子による波長特定可能領域Ｆが所望する波長特定可能領域Ｆ’を完全にカバーしない場合を示すグラフである。
【図６】従来技術において組み合わせた受光素子の温度を上昇させた場合に発生する問題点を説明するための図である。
【図７】半導体材料を用いて作製した一般的な受光素子の温度を変化させた場合の感度曲線の推移を説明するための図である。
【図８】（ａ）は本発明により制御される２つの感度曲線を説明するためのグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示す感度曲線から得られる感度比を示すグラフである。
【図９】本発明の原理に基づく構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による受光ユニット１Ａの構成を示す内部透視図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態を具体化した際に得られる温度毎の感度特性と感度比とを示すグラフである。
【図１２】図１１に示すグラフにおける波長１．６μｍ付近の拡大図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態による受光ユニット１Ａを回路基板４に搭載した場合の構成を示す外観図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態による受光ユニット１Ｂの構成を示す内部透視図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態による受光ユニット１Ｃの構成を示す内部透視図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態による受光ユニット１Ｄの構成を示す内部透視図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態による受光ユニット１Ｅの構成を示す内部透視図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  受光ユニット
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ  筐体
２ｄ  内部壁
３  被測定光
３ａ、３ｂ  透過光
３ｃ  反射光
４  回路基板
１０、１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ１，１０Ｂ２，１０Ｃ１，１０Ｃ２，１０Ｄ１，１０Ｄ２，１０Ｅ  受光チップ
１１、１１Ｃ１，１１Ｃ２、１１Ｄ１，１１Ｄ２，１１Ｅ  ペルチェ素子制御端子
１２，１２Ｂ１，１２Ｂ２  窓
１３  コリメータレンズ
１４  回転機構
１５  半透過型ミラー
１６  スライド機構
２０，２０Ａ１ａ，２０Ａ１ｂ，２０Ａ２，２０Ｂ１，２０Ｂ２，２０Ｃ１，２０Ｃ２，２０Ｄ１，２０Ｄ２，２０Ｅ  ペルチェ素子
２１，２１Ａ１，２１Ａ２，２１Ｂ１，２１Ｂ２，２１Ｃ１，２１Ｃ２，２１Ｄ１，２１Ｄ２，２１Ｅ  受光チップ電流検出コネクタ
３０  ラジエータフィン
４０  空冷ファン
５０  光コネクタ（メス）
６０  光コネクタ（オス）
６１  光ケーブル
７０  電流モニタ電源ユニット
８０  温度制御ユニット
９０  制御コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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